Genesa"Keterjadian" Bahan Galian

Secara umum genesa bahan galian mencakup aspek-aspek keterdapatan,

proses pembentukan, komposisi, model (bentuk, ukuran, dimensi), kedudukan, dan

faktor-faktor pengendali pengendapan bahan galian (geologic controls). Tujuan

utama mempelajari genesa suatu endapan bahan galian adalah sebagai pegangan

dalam menemukan dan mencari endapan-endapan baru, mengungkapkan sifat-sifat

fisik dan kimia endapan bahan galian, membantu dalam penentuan (penyusunan)

model eksplorasi yang akan diterapkan, serta membantu dalam penentuan metoda

penambangan dan pengolahan bahan galian tersebut.

Endapan-endapan mineral yang muncul sesuai dengan bentuk asalnya disebut

dengan endapan primer (hypogen). Jika mineral-mineral primer telah terubah melalui

pelapukan atau proses-proses luar (superficial processes) disebut dengan endapan

sekunder (supergen).

1. Keterdapatan Mineral Bijih

Kerak bumi terdiri dari batuan-batuan beku, sedimen, dan metamorfik. Pada Tabel 1

dapat dilihat komposisi umum dari kerak bumi dan beberapa logam-logam lain

mempunyai kuantitas kecil dan umum terdapat pada batuan beku.

Tabel 1 Komposisi elemen-elemen penyusun kerak bumi dan pada

batuan beku (Sumber; Bateman, 1982).

a. Elemen penyusun kerak bumi b. Logam-logam yang umum pada batuan

beku

Elemen%

Berat

%

Atom

%

VolumeElemen % Elemen %

Oksigen47,7

160,5 94,24 Alumunium 8,13 Kobalt 0,0023

Silikon27,6

920,5 0,51 Besi 5,00 Timbal 0,0016

Titanium 0,62 0,3 0,03Magnesiu

m2,09 Arsenik 0,0005

Alumunium 8,07 6,2 0,44 Titanium 0,44 Uranium 0,0004

Besi 5,05 1,9 0,37 Mangan 0,10 Molibdenu 0,0002

m 5

Magnesiu

m2,08 1,8 0,28 Kromiun 0,02 Tungsten

0,0001

5

Kalsium 3,65 1,9 1,04 Vanadium0,01

5Antimony 0,0001

Sodium 2,75 2,5 1,21 Zink0,01

1Air Raksa

0,0000

5

Potassium 2,58 1.4 1,88 Nikel0,00

8Perak

0,0000

1

Hidrogen 0,14 3,0 Tembaga0,00

5Emas

0,0000

005

Timah0,00

4Platinum

0,0000

005

Pengertian bijih adalah endapan bahan galian yang dapat diekstrak (diambil)

mineral berharganya secara ekonomis, dan bijih dalam suatu endapan ini tergantung

pada dua faktor utama, yaitu tingkat terkonsentrasi (kandungan logam berharga

pada endapan), letak serta ukuran (dimensi) endapan tsb.

Untuk mencapai kadar yang ekonomis, mineral-mineral bijih atau komponen bahan

galian yang berharga terkonsentrasi secara alamiah pada kerak bumi sampai

tingkat minimum yang tertentu tergantung pada jenis bijih atau mineralnya. Dalam

Tabel 2 dapat dilihat beberapa bijih logam yang dapat diambil (diekstrak) dari

mineral bijihnya, dan pada Tabel 3 dapat dilihat beberapa gangue mineral yang

merupakan mineral-mineral (dalam jumlah sedikit/kecil) yang terdapat bersamaan

dengan mineral bijih dan relatif tidak ekonomis.

Tabel 2. Beberapa mineral bijih yang dapat diekstrak sebagai komoditi

logam (Sumber ; Bateman, 1982).

Logam Mineral Bijih Komposisi%

Logam

Prime

rSupergene

Emas

Emas Native

Kalaverit

Silvanit

Au

AuTe2

(Au,Ag)Te2

100

39

-

x

x

x

x

x

Perak

Perak Native

Argentit

Seragirit

Ag

Ag2S

AgCl

100

87

75

x

x

x

x

x

Besi

Magnetit

Hematit

Limonit

Siderit

FeO.Fe2O3

Fe2O3

Fe2O3.H2O

FeCO3

72

70

60

48

x

x

x

x

x

x

Tembaga

Tembaga

Native

Bornit

Brokhantit

Kalkosit

Kalkopirit

Kovelit

Kuprit

Digenit

Enargit

Malasit

Azurit

Krisokola

Cu

Cu5FeS4

CuSO4.3Cu(OH)2

Cu2S

CuFeS2

CuS

Cu2O

Cu9S5

3Cu2S.As2S5

CuCO3.Cu(OH)2

2CuCO3.Cu(OH)2

CuSiO3.Cu(OH)2

100

63

62

80

34

66

89

78

48

57

55

36

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

Timbal Galena PbS 86 x x

(Lead) Serusit

Anglesit

PbCO3

PbSO4

77

68x

Seng (Zinc)

Sfalerit

Smitsonit

Hemimorfit

Zinksit

ZnS

ZnCO3

H2ZnSiO5

ZnO

67

52

54

80

x

x

x

x

TimahKasiterit

Stannit

SnO2

Cu2S.FeS.SnS2

78

27

x

x

?

?

NikelPentlandit

Garneirit

(Fe,Ni)S

H2(Ni,Mg)SiO3.H2O

22

-x x

Kromium Kromit FeO.Cr2O3 68 x

Mangan

Pirolusit

Psilomelan

Braunit

Manganit

MnO2

Mn2O3.xH2O

3Mn2O3.MnSiO3

Mn2O3.MnSiO3

63

45

69

62

x

x

?

x

x

x

x

Alumunium Bauksit Al2O3.2H2O 39 x

Antimon Stibnit Sb2S3 71 x

Bismuth Bismuthit Bi2S3 81 x x

KobaltSmaltit

Cobaltit

CoAs2

CoAsS

28

35

x

x

Air Raksa Sinabar HgS 86 x

MolibdenumMolibdenit

Wulfenit

MoS2

PbMoO4

60

39x x

Tungsten

Wolframit

Huebnerit

Scheelit

(Fe,Mn)WO4

MnWO4

CaWO4

76

76

80

x

x

x

Uranium

Uraninit

Pitcblende

Coffinit

Carnotit

Combined UO2

dan UO3

USiO4

K2O.2U2O3

50-85

75

60 U2O3

x

x

x

x

Tabel 3. Beberapa mineral gangue yang umum muncul pada mineral bijih,

(Sumber ; Bateman, 1982).

Kelas Nama KomposisiPrime

rSupergene

Oksida

Kuarsa

Silikat lain

Bauksit

Limonit

SiO2

SiO2

Al2O3.2H2O

Fe2O3.H2O

x

x

x

x

x

x

x

Karbona

t

Kalsit

Dolomit

Siderit

Rodokrosit

CaCO3

(Ca,Mg)CO3

FeCO3

MnCO3

x

x

x

x

x

x

x

SulfatBarit

Gipsum

BaSO4

CaSO4+H2O

x

x

x

x

Silikat

Feldspar

Garnet

Rhodonit

Klorit

Mineral Lempung

-

-

MnSiO3

-

-

x

x

x

x

x

x

Lain-lain

Bahan batuan

Florit

Apatit

Pirit

Markasit

Pirotit

Arsenopirit

CaF2

(CaF)Ca4(PO4)3

FeS2

FeS2

Fe1-xS

FeAsS

x

x

x

x

x

x

x

x

3. Proses Pembentukan Endapan Mineral Primer

Pembentukan bijih primer secara garis besar dapat diklasifikasikan menjadi lima

jenis endapan, yaitu :

Fase Magmatik Cair

Fase Pegmatitil

Fase Pneumatolitik

Fase Hidrothermal

Fase Vulkanik

Dari kelima jenis fase endapan di atas akan menghasilkan sifat-sifat endapan yang

berbeda-beda, yaitu yang berhubungan dengan:

Kristalisasi magmanya

Jarak endapan mineral dengan asal magma

o intra-magmatic, bila endapan terletak di dalam daerah batuan beku

o peri-magmatic, bila endapan terletak di luar (dekat batas) batuan beku

o crypto-magmatic, bila hubungan antara endapan dan batuan beku

tidak jelas

o apo-magmatic, bila letak endapan tidak terlalu jauh terpisah dari

batuan beku

o tele-magmatic, bila disekitar endapan mineral tidak terlihat (terdapat)

batuan beku

Bagaimana cara pengendapan terjadi

o terbentuk karena kristalisasi magma atau di dalam magma

o terbentuk pada lubang-lubang yang telah ada

o metosomatisme (replacement) yaitu :reaksi kimia antara batuan yang

telah ada dengan larutan pembawa bijih

Bentuk endapan, masif, stockwork, urat, atau perlapisan

Waktu terbentuknya endapan

o syngenetic, jika endapan terbentuk bersamaan waktunya dengan

pembentukan batuan

o epigenetic, jika endapan terbentuk tidak bersamaan waktunya dengan

pembentukan batuan

3.1 Fase Magmatik Cair (Liquid Magmatic Phase)

Liquid magmatic phase adalah suatu fase pembentukan mineral, dimana mineral

terbentuk langsung pada magma (differensiasi magma), misalnya dengan cara

gravitational settling (Gambar 6). Mineral yang banyak terbentuk dengan cara ini

adalah kromit, titamagnetit, dan petlandit (lihat juga Gambar 4). Fase magmatik cair

ini dapat dibagi atas :

Komponen batuan, mineral yang terbentuk akan tersebar merata diseluruh

masa batuan. Contoh intan dan platina.

Segregasi, mineral yang terbentuk tidak tersebar merata, tetapi hanya kurang

terkonsentrasi di dalam batuan.

Injeksi, mineral yang terbentuk tidak lagi terletak di dalam magma (batuan

beku), tetapi telah terdorong keluar dari magma.

3.2 Fase Pegmatitik (Pegmatitic Phase)

Pegmatit adalah batuan beku yang terbentuk dari hasil injeksi magma. Sebagai

akibat kristalisasi pada magmatik awal dan tekanan disekeliling magma, maka cairan

residual yang mobile akan terinjeksi dan menerobos batuan disekelilingnya sebagai

dyke, sill, dan stockwork (Gambar 7).

Kristal dari pegmatit akan berukuran besar, karena tidak adanya kontras tekanan

dan temperatur antara magma dengan batuan disekelilingnya, sehingga pembekuan

berjalan dengan lambat. Mineral-mineral pegmatit antara lain : logam-logam ringan

(Li-silikat, Be-silikat (BeAl-silikat), Al-rich silikat), logam-logam berat (Sn, Au, W, dan

Mo), unsur-unsur jarang (Niobium, Iodium (Y), Ce, Zr, La, Tantalum, Th, U, Ti),

batuan mulia (ruby, sapphire, beryl, topaz, turmalin rose, rose quartz, smoky quartz,

rock crystal).

1. Vesiculation, Magma yang mengandung unsur-unsur volatile seperti air

(H2O), karbon dioksida (CO2), sulfur dioksida (SO2), sulfur (S) dan klorin (Cl).

Pada saat magma naik kepermukaan bumi, unsur-unsur ini membentuk

gelombang gas, seperti buih pada air soda. Gelombang (buih) cenderung naik

dan membawa serta unsur-unsur yang lebih volatile seperti sodium dan

potasium.

2. Diffusion, Pada proses ini terjadi pertukaran material dari magma dengan

material dari batuan yang mengelilingi reservoir magma, dengan proses yang

sangat lambat. Proses diffusi tidak seselektif proses-proses mekanisme

differensiasi magma yang lain. Walaupun demikian, proses diffusi dapat

menjadi sama efektifnya, jika magma diaduk oleh suatu pencaran

(convection) dan disirkulasi dekat dinding dimana magma dapat kehilangan

beberapa unsurnya dan mendapatkan unsur yang lain dari dinding reservoar.

3. Flotation, Kristal-kristal ringan yang mengandung sodium dan potasium

cenderung untuk memperkaya magma yang terletak pada bagian atas

reservoar dengan unsur-unsur sodium dan potasium.

4. Gravitational Settling, Mineral-mineral berat yang mengandung kalsium,

magnesium dan besi, cenderung memperkaya resevoir magma yang terletak

disebelah bawah reservoir dengan unsur-unsur tersebut. Proses ini mungkin

menghasilkan kristal badan bijih dalam bentuk perlapisan. Lapisan paling

bawah diperkaya dengan mineral-mineral yang lebih berat seperti mineral-

mineral silikat dan lapisan diatasnya diperkaya dengan mineral-mineral silikat

yang lebih ringan.

5. Assimilation of Wall Rock, Selama emplacement magma, batu yang jatuh

dari dinding reservoir akan bergabung dengan magma. Batuan ini bereaksi

dengan magma atau secara sempurna terlarut dalam magma, sehingga

merubah komposisi magma. Jika batuan dinding kaya akan sodium, potasium

dan silikon, magma akan berubah menjadu komposisi granitik. Jika batuan

dinding kaya akan kalsium, magnesium dan besi, magma akan berubah

menjadi berkomposisi gabroik.

6. Thick Horizontal Sill, Secara umum bentuk ini memperlihatkan proses

differensiasi magmatik asli yang membeku karena kontak dengan dinding

reservoirl Jika bagian sebelah dalam memebeku, terjadi Crystal Settling dan

menghasilkan lapisan, dimana mineral silikat yang lebih berat terletak pada

lapisan dasar dan mineral silikat yang lebih ringan.

3.3 Fase Pneumatolitik (Pneumatolitik Phase)

Pneumatolitik adalah proses reaksi kimia dari gas dan cairan dari magma dalam

lingkungan yang dekat dengan magma. Dari sudut geologi, ini disebut kontak-

metamorfisme, karena adanya gejala kontak antara batuan yang lebih tua dengan

magma yang lebih muda.

Mineral kontak ini dapat terjadi bila uap panas dengan temperatur tinggi dari magma

kontak dengan batuan dinding yang reaktif. Mineral-mineral kontak yang terbentuk

antara lain : wolastonit (CaSiO3), amphibol, kuarsa, epidot, garnet, vesuvianit,

tremolit, topaz, aktinolit, turmalin, diopsit, dan skarn.

Gejala kontak metamorfisme tampak dengan adanya perubahan pada tepi batuan

beku intrusi dan terutama pada batuan yang diintrusi, yaitu: baking (pemanggangan)

dan hardening (pengerasan).

Igneous metamorfism ialah segala jenis pengubahan (alterasi) yang berhubungan

dengan penerobosan batuan beku. Batuan yang diterobos oleh masa batuan pada

umumnya akan ter-rekristalisasi, terubah (altered), dan tergantikan (replaced).

Perubahan ini disebabkan oleh panas dan fluida-fluida yang memencar atau

diaktifkan oleh terobosan tadi. Oleh karena itu endapan ini tergolong pada

metamorfisme kontak. Proses pneomatolitis ini lebih menekankan peranan

temperatur dari aktivitas uap air. Pirometamorfisme menekankan hanya pada

pengaruh temperatur sedangkan pirometasomatisme pada reaksi penggantian

(replacement), dan metamorfisme kontak pada sekitar kontak. Letak terjadinya

proses umumnya di kedalaman bumi, pada lingkungan tekanan dan temperatur

tinggi.

Mineral bijih pada endapan kontak metasomatisme umumnya sulfida sederhana dan

oksida misalnya spalerit, galena, kalkopirit, bornit, dan beberapa molibdenit (Tabel

4). Sedikit endapan jenis ini yang betul-betul tanpa adanya besi, pada umumnya

akan banyak sekali berisi pirit atau bahkan magnetit dan hematit. Scheelit juga

terdapat dalam endapan jenis ini (Singkep-Indonesia).

Tabel 4. Contoh beberapa jenis endapan metasomatisme kontak (Dari

berbagai sumber).

Endapan Mineral Logam Utama Lokasi

Besi magnetit, hematitCornwall, Pennsylvenia USA ; Banat

Hongaria

Tembagakalkopirit, bornit, pirit, pirrotit,

spalerit, molibdenit, oksida besi

Beberapa endapan di Morenci dan

Bisbee, Arizona USA ; Suan, Korea

Zn spalerit + magnetit, sulfida Fe + Hannover, N-Mexico, USA; Kamioka,

Pb Jepang

Pbgalena + magnetit, sulfida Fe,

Cu dan ZnMagdalena, N-Mexico, USA

Snkasiterit, wollframit, magnetit,

scheelit, pirrotit

Pikaranta, Finlandia; Saxony, Jerman;

Malaysia; Singkep (Indonesia)

Wolframscheelit dengan molibdenit dan

beberapa sulfida

Mill City, Nevada, USA; King Island,

Australia

3.4 Fase Hidrothermal (Hydrothermal Phase)

Hidrothermal adalah larutan sisa magma yang bersifat “aqueous” sebagai hasil

differensiasi magma. Hidrothermal ini kaya akan logam-logam yang relatif ringan,

dan merupakan sumber terbesar (90%) dari proses pembentukan endapan.

Berdasarkan cara pembentukan endapan, dikenal dua macam endapan

hidrothermal, yaitu :

cavity filing, mengisi lubang-lubang (opening-opening) yang sudah ada di

dalam batuan.

metasomatisme, mengganti unsur-unsur yang telah ada dalam batuan

dengan unsur-unsur baru dari larutan hidrothermal.

Berdasarkan cara pembentukan endapan, dikenal beberapa jenis endapan

hidrothermal, antara lain Ephithermal (T 00C-2000C), Mesothermal (T 1500C-3500C),

dan Hipothermal (T 3000C-5000C)

Setiap tipe endapan hidrothermal diatas selalu membawa mineral-mineral yang

tertentu (spesifik), berikut altersi yang ditimbulkan barbagai macam batuan dinding.

Tetapi minera-mineral seperti pirit (FeS2), kuarsa (SiO2), kalkopirit (CuFeS2), florida-

florida hampir selalu terdapat dalam ke tiga tipe endapan hidrothermal. Sedangkan

alterasi yang ditimbulkan untuk setiap tipe endapan pada berbagai batuan dinding

dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Alterasi-alterasi yang terjadi pada fase hidrothermal

Keadaan Batuan dinding Hasil alterasi

Epithermal batuan gamping

lava

batuan beku intrusi

silisifikasi

alunit, clorit, pirit, beberapa sericit, mineral-

mineral lempung

klorit, epidot, kalsit, kwarsa, serisit, mineral-

mineral lempung

Mesothermal

batuan gamping

serpih, lava

batuan beku asam

batuan beku basa

silisifikasi

selisifikasi, mineral-mineral lempung

sebagian besar serisit, kwarsa, beberapa

mineral lempung

serpentin, epidot dan klorit

Hypothermalbatuan granit, sekis

lava

greissen, topaz, mika putih, tourmalin,

piroksen, amphibole.

Paragenesis endapan hipothermal dan mineral gangue adalah : emas (Au),

magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3), kalkopirit (CuFeS2), arsenopirit (FeAsS), pirrotit

(FeS), galena (PbS), pentlandit (NiS), wolframit : Fe (Mn)WO4, Scheelit (CaWO4),

kasiterit (SnO2), Mo-sulfida (MoS2), Ni-Co sulfida, nikkelit (NiAs), spalerit (ZnS),

dengan mineral-mineral gangue antara lain : topaz, feldspar-feldspar, kuarsa,

tourmalin, silikat-silikat, karbonat-karbonat

Sedangkan paragenesis endapan mesothermal dan mineral gangue adalah : stanite

(Sn, Cu) sulfida, sulfida-sulfida : spalerit, enargit (Cu3AsS4), Cu sulfida, Sb sulfida,

stibnit (Sb2S3), tetrahedrit (Cu,Fe)12Sb4S13, bornit (Cu2S), galena (PbS), dan kalkopirit

(CuFeS2), dengan mineral-mineral ganguenya : kabonat-karbonat, kuarsa, dan pirit.

Paragenesis endapan ephitermal dan mineral ganguenya adalah : native cooper

(Cu), argentit (AgS), golongan Ag-Pb kompleks sulfida, markasit (FeS2), pirit (FeS2),

cinabar (HgS), realgar (AsS), antimonit (Sb2S3), stannit (CuFeSn), dengan mineral-

mineral ganguenya : kalsedon (SiO2), Mg karbonat-karbonat, rhodokrosit (MnCO3),

barit (BaSO4), zeolit (Al-silikat)

3.5 Fase Vulkanik (Vulkanik Phase)

Endapan phase vulkanik merupakan produk akhir dari proses pembentukkan bijih

secara primer. Sebagai hasil kegiatan phase vulkanis adalah :

lava flow

ekshalasi

mata air panas

Ekshalasi dibagi menjadi : fumarol (terutama terdiri dari uap air H2O), solfatar

(berbentuk gas SO2), mofette (berbentuk gas CO2), saffroni (berbentuk baron).

Bentuk (komposisi kimia) dari mata air panas adalah air klorida, air sulfat, air

karbonat, air silikat, air nitrat, dan air fosfat.

Jika dilihat dari segi ekonomisnya, maka endapan ekonomis dari phase vulkanik

adalah : belerang (kristal belerang dan lumpur belerang), oksida besi (misalnya

hematit, Fe2O3)

Sulfida masif volkanogenik berhubungan dengan vulkanisme bawah laut (Gambar

10 dan Tabel 6), sebagai contoh endapan tembaga-timbal-seng Kuroko di Jepang,

dan sebagian besar endapan logam dasar di Kanada.

Tabel 6. Model geologi sulfida masif volkanogenik tipe Kuroko

(Cox DP, 1983)

Geologi

Regional

Tipe batuan Vulkanik laut felsik-intermediet, berasosiasi dengan sedimen

Tekstur Aliran, tuffs, piroklas, breksia, dan tekstur-tekstur vulkanik lain

Umur Archean – Cenozoic

Tektonik patahan dan rekahan-rekahan lokal

Tipe endapan

assosiasiurat-urat kuarsa dengan emas; perlapisan barit

Konsentrasi

LogamBarium, emas

Deskripsi

endapan

Mineral-mineral

logam

Zona bawah (pirit, sfalerit, kalkopirit, pirotit, galena, barit); zona

luar (pirit, kalkopirit, emas, perak)

Tekstur/strukturSebagian besar (60%) merupakan sulfida; kadang-kadang

ditemukan perlapisan zona disseminated atau stockwork sulfida.

Alterasi Yang menyelubungi zona endapan a.l. zeolit, montmorilonit,

kadang-kadang silika, klorit, dan serisit

Kontrol bijih

Pada bagian felsik didominasi batuan-batuan vulkanik/sedimen

vulkanik; pada bagian pusat batuan vulkanik; kadang-kadang

breksiasi dan dome felsik

Pelapukan Gossan (kuning, nerah, dan coklat)

Contoh Kidd Creek, Kanada; Hanaoka, Jepang; Macuchi, Equador

4. Proses Pembentukan Endapan Sedimenter

Mineral bijih sedimenter adalah mineral bijih yang ada kaitannya dengan batuan

sedimen, dibentuk oleh pengaruh air, kehidupan, udara selama sedimentasi, atau

pelapukan maupun dibentuk oleh proses hidrotermal. Mineral bijih sedimenter

umumnya mengikuti lapisan (stratiform) atau berbatasan dengan litologi tertentu

(stratabound).

Endapan sedimenter yang cukup terkenal karena proses mekanik seperti endapan

timah letakan di daerah Bangka-Belitung dan endapan emas placer di Kalimantan

Tengah maupun Kalimantan Barat. Endapan sedimenter karena pelapukan kimiawi

seperti endapan bauksit di Pulau Bintan dan laterit nikel di Pomalaa/Soroako

Sulawesi Tengah/ Selatan.

Y. B. Chaussier (1979), membagi pembentukan mineral sedimenter berdasarkan

sumber metal dan berdasarkan host rock-nya. Berdasarkan sumber metal dibagi dua

yaitu endapan supergen endapan yang metalnya berasal dari hasil rombakan batuan

atau bijih primer), serta endapan hipogen (endapan yang metalnya berasal dari

aktivitas magma/epithermal). Sedangkan berdasarkan host-rock (dengan

pengendapan batuan sedimen) dibagi dua, yaitu endapan singenetik (endapan yang

terbentuk bersamaan dengan terbentuknya batuan) serta endapan epigenetik

(endapan mineral terbentuk setelah batuan ada).

Terjadinya endapan atau cebakan mineral sekunder dipengaruhi empat faktor yaitu :

sumber dari mineral, metal atau metaloid, supergene atau hypogene (primer atau

sekunder), erosi dari daerah mineralisasi yang kemudian diendapkan dalam

cekungan (supergene), dari biokimia akibat bakteri, organisme seperti endapan

diatomae, batubara, dan minyak bumi, serta dari magma dalam kerak bumi atau

vulkanisme (hypogene).

4.1 Mineral Bijih Dibentuk oleh Hasil Rombakan dan Proses Kimia Sebagai

Hasil Pelapukan Permukaan dan Transportasi

Secara normal material bumi tidak dapat mempertahankan keberadaanya dan akan

mengalami transportasi geokimia yaitu terdistribusi kembali dan bercampur dengan

material lain. Proses dimana unsur-unsur berpindah menuju lokasi dan lingkungan

geokimia yang baru dinamakan dispersi geokimia. Berbeda dengan dispersi

mekanis, dispersi kimia mencoba mengenal secara kimia penyebab suatu dispersi.

Dalam hal ini adanya dispersi geokimia primer dan dispersi geokimia sekunder.

Dispersi geokimia primer adalah dispersi kimia yang terjadi di dalam kerak bumi,

meliputi proses penempatan unsur-unsur selama pembentukan endapan bijih, tanpa

memperhatikan bagaimana tubuh bijih terbentuk. Dispersi geokimia sekunder adalah

dispersi kimia yang terjadi di permukaan bumi, meliputi pendistribusian kembali pola-

pola dispersi primer oleh proses yang biasanya terjadi di permukaan, antara lain

proses pelapukan, transportasi, dan pengendapan.

Bahan terangkut pada proses sedimentasi dapat berupa partikel atau ion dan

akhirnya diendapkan pada suatu tempat. Mobilitas unsur sangat mempengaruhi

dispersi. Unsur dengan mobilitas yang rendah cenderung berada dekat dengan

tubuh bijihnya, sedangkan unsur-unsur dengan mobilitas tinggi cenderung relatif

jauh dari tubuh bijihnya. Selain itu juga tergantung dari sifat kimianya Eh dan Ph

suatu lingkungan seperti Cu dalam kondisi asam akan mempunyai mobilitas tinggi

sedangkan dalam kondisi basa akan mempunyai mobilitas rendah (Lihat Tabel 7 dan

Gambar 11).

Tabel 7. Beberapa mobilitas unsur pada berbagai lingkungan

Mobilitas

RelatifKondisi Lingkungan

Oksidasi AsamNetral-

basaReduksi

Sangat tinggi Cl,I, Br, S, B Cl,I, Br, S, B Cl,I, Br, S,

B,

Cl, I, Br

Mn, V, U,

Se, Re

Tinggi

Mn, V, U, Se, Re,

Ca, Na, Mg, F,

Sr, Ra, Zn

Mn, V, U, Se, Re,

Ca, Na, Mg, F, Sr,

Ra, Zn, Cu, Co, Ni,

Hg, Au

Ca, Na,

Mg, F, Sr,

Ra

Ca, Na, Mg,

F, Sr, Ra

SedangCu, Co, Ni, Hg,

Ag, Au, As, CdAs, Cd, As, Cd

Rendah

Si, P, K,

Pb, Li, Rb, Ba

Be, Bi, Sb, Ge,

Cs, Tl

Si, P, K,

Pb, Li, Rb, Ba

Be, Bi, Sb, Ge, Cs,

Tl

Fe, Mn

Si, P, K,

Pb, Li, Rb,

Ba

Be, Bi, Sb,

Ge, Cs, Tl

Fe, Mn

Si, P, K

Fe, Mn

Sangat

rendah

sampai

immobil

Fe, Mn,

Al, Ti, Sn, Te

W, Nb, Ta, Pt,

Cr, Zr, Th,

Rare earth

Al, Ti, Sn, Te

W, Nb, Ta, Pt,

Cr, Zr, Th,

Rare earth

Al, Ti, Sn,

Te

W, Nb, Ta,

Pt,

Cr, Zr, Th,

Rare earth

Zn

Co, Cu,

Ni, Hg, Ag,

Au

Al, Ti, Sn,

Te

W, Nb, Ta,

Pt,

Cr, Zr, Th,

Rare earth

S, B

Mn, V, U,

Se, Re

Zn

Co, Cu, Ni,

Hg, Ag, Au

As, Cd,

Pb, Li, Rb,

Ba, Be, Bi,

Sb, Ge, Tl

Sebagai contoh dapat diberikan pada proses pengkayaan sekunder pada endapan

lateritik. Dari pelapukan dihasilkan reaksi oksidasi dengan sumber oksigen dari

udara atau air permukaan. Oksidasi berjalan ke arah bawah sampai batas air tanah.

Akibat proses oksidasi ini, beberapa mineral tertentu akan larut dan terbawa

meresap ke bawah permukaan tanah, kemudian terendapkan (pada zona reduksi),

lihat Gambar 12. Bagian permukaan yang tidak larut, akan jadi berongga, berwarna

kuning kemerahan, dan sering disebut dengan gossan. Contoh endapan ini adalah

endapan nikel laterit.

4.2 Cebakan Mineral Dibentuk oleh Pelapukan Mekanik

Mineral disini terbentuk oleh konsentrasi mekanik dari mineral bijih dan pemecahan

dari residu. Proses pemilahan yang mana menyangkut pengendapan tergantung

oleh besar butir dan berat jenis disebut sebagai endapan plaser. Mineral plaser

terpenting adalah Pt, Au, kasiterit, magnetit, monasit, ilmenit, zirkon, intan, garnet,

tantalum, rutil, dsb.

Berdasarkan tempat dimana diendapkan, plaser atau mineral letakan dapat dibagi

menjadi :

Endapan plaser eluvium, diketemukan dekat atau sekitar sumber mineral bijih

primer. Mereka terbentuk dari hanya sedikit perjalanan residu (goresan),

material mengalami pelapukan setelah pencucian. Sebagai contoh endapan

platina di Urals.

Plaser aluvium, ini merupakan endapan plaser terpenting. Terbentuk di

sungai bergerak kontinu oleh air, pemisahan tempat karena berat jenis,

mineral bijih yang berat akan bergerak ke bawah sungai. Intensitas

pengayaan akan didapat kalau kecepatan aliran menurun, seperti di sebelah

dalam meander, di kuala sungai dsb. Contoh endapan tipe ini adalah Sn di

Bangka dan Belitung. Au-plaser di California.

Plaser laut/pantai, endapan ini terbentuk oleh karen aktivitas gelombang

memukul pantai dan mengabrasi dan mencuci pasir pantai. Mineral yang

umum di sini adalah ilmenit, magnetit, monasit, rutil, zirkon, dan intan,

tergantung dari batuan terabrasi.

Fossil plaser, merupakan endapan primer purba yang telah mengalami

pembatuan dan kadang-kadang termetamorfkan. Sebagai contoh endapan ini

adalah Proterozoikum Witwatersand, Afrika Selatan, merupakan daerah emas

terbesar di dunia, produksinya lebih 1/3 dunia. Emas dan uranium terjadi

dalam beberapa lapisan konglomerat. Mineralisasi menyebar sepanjang 250

km. Tambang terdalam di dunia sampai 3000 meter, ini dimungkinkan karena

gradien geotermis disana sekitar 10 per 130 meter.

4.3 Cebakan Mineral Dibentuk oleh Proses Pengendapan Kimia

4.3.1. Lingkungan Darat

Batuan klastik yang terbentuk pada iklim kering dicirikan oleh warna merah akibat

oksidasi Fe dan umumnya dalam literatur disebut ” red beds”. Kalau konsentrasi

elemen logam dekat permukaan tanah atau di bawah tanah tempat pengendapan

tinggi memungkinkan terjadi konsentrasi larutan logam dan mengalami pencucian

(leaching/pelindian) meresap bersama air tanah yang kemudian mengisi antar butir

sedimen klastik. Koloid bijih akan alih tempat oleh penukaran kation antara Fe dan

mineral lempung atau akibat penyerapan oleh mineral lempung itu sendiri.

4.3.2 Lingkungan Laut

Kejadian cebakan mieral di lingkungan laut sangat berbeda dengan lingkungan darat

yang umumnya mempunyai mempunyai pasokan air dengan kadar elemen yang

tinggi dibandingkan kandungan di laut. Kadar air laut mempunai elemen yang

rendah. Sebagai contoh kadar air laut untuk Fe 2 x 10-7 % yag membentuk

konsentrasi mineral logam yang berharga hal ini dapat terjadi kalau mempunyai

keadaan yang khusus (terutama Fe dan Mn) seperti :

Adanya salah satu sumber logam yang berasal dari pelapkan batuan di

daratan atau dari sistem hidrotermal bawah permukaan laut.

Transport dalam larutan, mungkin sebagai koloid. Besi adalah logam yang

dominan dan terbawa sebagai Fe(OH) soil partikel.

Endapan di dalam cebakan sedimenter, sebagai Fe(OH)3, FeCO3 atau Fe-

silikat tergantung perbedaanpotensial reduksi (Eh).

Bijih dalam lingkungan laut ini dapat berupa oolit, yang dibentuk oleh larutan koloid

membungkus material lain seperti pasir atau pecahan fosil. Bentuk kulit yang

simetris disebabkan perubahan komposisi (Fe, Al, SiO2). Dengan pertumbuhan yang

terus menerus, oolit tersebut akan stabil di dasar laut dimana tertanam dalam

material lempungan karbonatan yang mengandung beberapa besi yang bagus. Di

dasar laut mungkin oolit tersebut reworked. Dengan hasil keadaan tersebut bijih besi

dan mangan sebagai contoh ferromanganese nodules yang sekarang ini menutupi

daerah luas lautan.

Tergantung pada kedalaman dan temperatur pengendapan, mineral-mineral dan

asosiasi elemen yang berbeda sangat besar , sebagai contoh oksida-oksida timah

dan tungsten di kedalaman zona-zona bertemperatur tinggi; sulfida-sulfida tembaga,

molibdenum, timbal, dan seng dalam zona intermediet; sulfida-sulfida atau sulfosalt

perak dan emas natif di dekat permukaan pada zona temperatur rendah. Mineral-

mineral dapat mengalami disseminated dengan baik antara silikat-silikat, atau

terkonsentrasi dalam rekahan yang baik dalam batuan beku, sebagai contoh

endapan tembaga porfiri Bingham di Utah (Gambar 14 dan Tabel 8).

Batugamping di dekat intrusi bereaksi dengan larutan hidrotermal dan sebagian

digantikan oleh mineral-mineral tungsten, tembaga, timbal dan seng (dalam kontak

metasomatik atau endapan skarn). Jika larutan bergerak melalui rekahan yang

terbuka dan logam-logam mengendap di dalamnya (urat emas-kuarsa-alunit

epithermal), sehingga terbentuk cebakan tembaga, timbal, seng, perak, dan emas

Tabel 9. Model Geologi Urat Emas-Kwarsa-Alunit Epitermal (Cox DP,

1983)

Geologi

Regional

Tipe batuan Dasit vulkanik, kuarsa latit, riodasit, riolit

Tekstur Porfiritik

Umur Umumnya tersier

Tektonik Sistem fractute ekstensif

Tipe endapan

assosiasi

Tembaga porfiri, sumber air panas asam sulfat, lempung

hidrothermal

Konsentrasi

LogamCu, Ar, An, At

Deskripsi

endapan

Mineral-mineral Emas native, enargit, pirit, sulfosalt pembawa perak, asosiasi

logamdengan kalkopirit, bornit, tellurida, galena, sfalerit, hubnerit

Tekstur/struktur Urat-urat, breccia pipe, pods, dikes

AlterasiKuarsa, alunit, pirofilit; kadang-kadang terdapat alunit, kaolinit,

montmorilonit di sekitar kuarsa

Kontrol bijih Fracture, aktivitas intrusi

Pelapukan Limonit kuning, jarosit, goethit, algirisasi dengan kaolinit, hematit

Contoh Goldfiled, Nevada (USA); Guanajuoto, Meksiko; El Indio, Chile

Larutan hidrotermal yang membawa logam dapat juga bermigrasi secara lateral

menuju batuan yang permeabel atau reaktif secara kimia membentuk endapan

blanket-

shaped sulfida, atau bahkan mencapai permukaan dan mengendapkan emas, perak,

dan air raksa dalam pusat mata air panas silikaan atau karbonatan, seperti kadar

emas tinggi yang terdapat dalam beberapa lapangan geotermal aktif di New

Zealand. Jika larutan volkanik yang membawa logam memasuki lingkungan laut,

maka akan terbentuk kumpulan sedimen-volkanik dari tembaga- timbal-seng.

5.2 Endapan mineral yang berhubungan dengan proses sedimentasi

Erosi benua dan pengisian cekungan sedimen di samudera memerlukan siklus

geologi dan kimia yang dapat berhubungan dengan formasi dari jenis endapan

mineral selama pelapukan, perombakan menjadi unsur-unsur pokok berupa

fragmental (sebagai contoh kwarsa atau kadang-kadang emas atau mineral-mineral

berat), dan menjadi elemen-elemen yang larut secara kimiawi (sebagai contoh

adalah kalsium, sodium, atau elemen-elemen metalik pembentuk bijih yang potensial

seperti besi, tembaga, timbal, dan seng). Unsur-unsur pokok fragmental

tertransportasi oleh air permukaan diendapkan sebagai batuan.

Klastik-klastik sedimen di benua dan di lingkungan tepi laut cenderung berbutir kasar

dan bisa mengisi pengkayaan lokal mineral-mineral berharga yang telah

tertransportasi dengan fraksi klastik, sebagai contoh konsentrasi emas placer pada

endapan Witwatersrand di Afrika Selatan dan timah placer di Asia bagian selatan.

Seringkali formasi endapan sulfida stratiform tidak tampak berhubungan dengan

proses magmatisme atau vulkanisme, tetapi agak berhubungan dengan sirkulasi

larutan hidrotermal dari sumber-sumber yang lain, sebagai contoh penirisan dari

cekungan sedimen yang dalam. Endapan-endapan yang dihasilkan sangat mirip

dengan beberapa asal-usul volkanogenik karena mekanisme traping yang sama

(Gambar 16 dan Tabel 10).

Hanya mineral-mineral sulfida yang dapat mengalami presipitasi pada sediment-

water

interface atau dalam batuan yang tidak terkonsolidasi, waktu dari formasi bijih

berhubungan terhadap waktu pengendapan sedimen, terhadap waktu kompaksi dan

konsolidasinya, atau terhadap waktu-waktu berikutnya saat sedimen-sedimen

mengalami indurasi penuh dan dapat termineralisasi oleh larutan yang bergerak

melalui batuan yang porous atau struktur-struktur geologi. Untuk proses ini, contoh

yang bagus adalah endapan timbal-seng di Mississippi Valley.

Tabel 10. Model Geologi Endapan Sediment-Hosted, Submarine Exhalative

Lead-Zinc (Cox DP, 1983)

Geologi Regional

Tipe batuanBatuan-batuan sedimen eusinitik (batuan serpih hitam,

batuan lanau, rijang, batugamping mikritik)

Tekstur Perlapisan sedimen; breksi slump

Umur Protezoik tengah

Lingkungan

penegndapanCekungan laut epikratonik

Tipe endapan

assosiasiEndapan barit stratiform

Konsentrasi

Logam

Maksimum 500 ppm timbal pada serpih hitam, 1300 ppm

seng, 750 ppm tembaga, 1300 ppm barium

Deskripsi endapan

Mineral-mineral

logam

Pirit, pirotit, sfalerit, galena, barit, kalkopirit, dan beberapa

mineral lain dalam jumlah yang sedikit

Tekstur/struktur Umumnya kristalin, disseminated

Alterasi Silifikasi, tourmalinisasi, karbonat, albilitisasi, kloritisasi,

dolominitisasi

Kontrol Geokimia Secara lateral Cu-Pb-Zn-Ba; secara vertikal Cu-Zn-Pb-Ba.

Pelapukan Gossan (karbonat, sulfat, silikat (Pb, Zn, dan Cu)

Contoh Sullivan, Kanada

Proses-proses sedimentasi juga membentuk akumulasi fosil-fosil bahan bakar, batu

bara, minyak dan gas alam. Untuk membentuk batu bara, gambut terkompaksi dan

mengalami pemanasan akibat penurunan dan proses burial. Demikian juga, minyak

dan gas terbentuk oleh maturasi unsur-unsur organik dalam batuan sedimen oleh

peningkatan temperatur dan tekanan. Minyak dan gas dapat bermigrasi melalui

batuan yang porous membentuk reservoir yang besar dalam struktur yang baik, atau

tetap di dalam batuan sumber membentuk oil shale.

5.3 Endapan Mineral Yang Berhubungan Dengan Proses Metamorfisme

Metamorfisme yaitu proses rekristalisasi dan peleburan akhir dari batuan beku atau

batuan sedimen, yang disebabkan oleh intrusi dari magma baru atau oleh proses

burial yang dalam . Endapan hidrotermal kontak metasomatik terbentuk di sekitar

magma yang mengalami intrusi, seperti yang digambarkan di atas. Metamorfisme

burial yang dalam dapat menimbulkan overprinting terhadap akumulasi mineral yang

ada sebelumnya, sebagai contoh yang besar adalah endapan sediment-hosted

lead-zinc di Broken Hill, Australia. Metamorfisme burial juga membebaskan sebagian

besar larutan hidrotermal yang melarutkan logam-logam dari country rock,

diendapkan saat larutan bertemu dengan suatu lingkungan dengan kondisi

temperatur, tekanan, dan kimia yang tepat untuk formasi bijih. Formasi endapan

emas di beberapa jalur metamorfik Precambrian berhubungan terhadap transportasi

emas oleh metamorfic water menuju urat kwarsa yang mengandung emas. Kecuali

jenis endapan tersebut, metamorfisme regional tidak terlalu banyak membentuk

formasi dari endapan bijih metalik.